劉淑紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213164）

隨著水泥工藝的深入發(fā)展，混合材的種類和摻量也不斷增多。 但是過量的摻入混合材，會降低水泥早期強度,導(dǎo)致低溫性能、抗凍融性變差,以及破壞水泥結(jié)構(gòu)等。因此，新國標通用硅酸鹽水泥標準中規(guī)定了水泥中所摻入混合材的種類和摻入量，并嚴格規(guī)定了混合材摻入量。

1 水泥組分的測定方法

通常是先采用選擇溶解法將礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)材料等組分從水泥中分離出來(稱為不溶渣)，通過公式計算其含量；再用常規(guī)方法測定三氧化硫含量，計算水泥中石膏的含量；測定二氧化碳的含量，計算水泥中石灰石的含量；最后用差減法計算水泥中熟料的含量，從而確定水泥的種類以及該水泥是否合格。采用標準為GB/T 12960—2007《水泥組分的定量測定》。

2 水泥組分測定影響因素

2.1 試樣制備的影響

水泥的取樣方法必須按照GB12573進行，試樣必須具有充分的代表性和均勻性。取樣后應(yīng)混勻、篩分，全部通過0.080mm的方孔篩，混勻后裝入帶有磨口塞的瓶中，密封保存。試驗對通過和未通過0.080mm的方孔篩做了對比。試驗選取普通硅酸鹽水泥與復(fù)合硅酸鹽水泥進行試驗對比，得到如表1數(shù)據(jù)。

通過試驗可以看出，水泥試樣是否通過0.08mm的方孔篩對試驗結(jié)果有很大影響。若不通過0.08mm方孔篩過篩而直接稱樣進行試驗，會導(dǎo)致水泥細度過大，所測成分難以完全溶解，從而導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。

表1 試樣是否通過0.08mm方孔篩的結(jié)果對比

同時，為了使水泥試樣能得到充分的攪拌，如果試驗中發(fā)現(xiàn)難以攪拌，可采取以下措施：

① 適當減少水泥試樣的量，但是不能過少，過少將影響水泥組分測定；

② 可以借助玻璃棒進行攪拌，但要注意最后對玻璃棒清洗及沖洗的水量。

2.2 試樣過濾洗滌操作的影響

在國標中，要求試樣的洗滌過濾必須迅速，如果過濾時間超過了20min應(yīng)重新試驗。在試驗中發(fā)現(xiàn)，若濾液下降速度過慢，則會導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)偏高。玻璃砂芯漏斗使用多次之后如果洗滌方法不當，容易引起砂芯漏斗堵塞而造成過濾過慢，最終使試驗數(shù)據(jù)逐漸偏高。過濾次數(shù)對試驗的影響見表2。

2.3 EDTA溶液選擇溶解時pH的影響

表2 隨過濾次數(shù)的增多過濾速度減慢對試驗的影響

在用EDTA溶液選擇溶解后不溶渣含量的測定的試驗中，對溶解液pH值有嚴格規(guī)定：用氫氧化鈉溶液調(diào)整pH為11.60±0.05，在試驗操作過程中，pH值對試驗結(jié)果的影響做了以下試驗，進行對比，結(jié)果見表3。

由以上試驗說明：在pH值為11.40～12.00的范圍內(nèi)，礦渣中不溶渣的含量穩(wěn)定，硅酸鹽水泥的不溶渣含量隨著pH值的升高而有所降低。pH值偏低時，由于配位劑對水泥礦物的絡(luò)合效率降低，水泥礦物在規(guī)定時間內(nèi)水化不完全而不能完全充分的溶解，當pH值大于11.40后，硅酸鹽水泥的不溶渣含量趨于穩(wěn)定，所以溶解液最佳的pH值試驗要求為11.60±0.05。

2.4 溶解溫度與溶解液濃度的影響

在試驗中，標準對試驗溶解液的濃度、溫度均有所要求，選取火山灰與硅酸鹽水泥兩種物質(zhì)作試驗對比：量取50ml水于200ml燒杯中，加入約0.5g試樣，攪拌分散5min，分別加入40ml濃度不同的鹽酸溶解液，另一方面控制不同的溶解溫度，溶解30min，測定不溶渣的含量。溶解液（HCl）濃度與溫度對火山灰及硅酸鹽水泥溶解情況的具體影響見表4。

從表中可以看出，火山灰質(zhì)混合材料和硅酸鹽水泥的不溶渣含量受溫度、酸度影響較大。隨著酸度的增大、溫度的升高，火山灰質(zhì)混合材溶解度增大；對于硅酸鹽水泥而言，隨著溶解液酸度的增大，不溶渣含量逐漸減少，當溶解液酸度增大到某一值時（假設(shè)溫度一定），其不溶渣的含量趨于某一定值。降低溶解液的溫度，可以抑制火山灰質(zhì)混合材的溶解度?？紤]到兩種試樣的溶解度受溶解液的酸度、溫度變化的影響情況，所以在試驗的過程中我們控制鹽酸溶解液酸度為1+2，溫度為10±2℃較為適宜。

表3 pH值對礦渣溶解度的影響

表4 不溶渣含量隨HCl濃度、溫度變化火山灰不溶渣含量

2.5 二氧化碳含量測定中磷酸加入量影響

在測定水泥組分時，要測定水泥中石灰石的含量，常用的方法有燒失量法、不溶物法等，首先測定CO2體積，在該法中要加入20ml磷酸，為確定磷酸含量對試驗的影響，我們測定溶解樣品耗酸量。分別配制石灰石摻入量：8%、12%、16%、20%、24%和28%的標準樣品進行選擇試驗，在同等的條件下，磷酸加入量的測定結(jié)果如表5所示。

表5 不同磷酸含量溶解時的測定結(jié)果

由表5看出，當磷酸含量在20ml時，樣品所測定的含量較為準確，所測樣品能完全被溶解。

3 總 結(jié)

在水泥組分測定的影響因素分析的過程中，通過以上試驗的分析，得出以下結(jié)論：

（1）試樣制備過程中，水泥試樣在試驗時一定要通過0.08mm的方孔篩。

（2）試樣的過濾等操作也對水泥組分測定有一定影響。若試驗中時間過長或多次使用而不正當?shù)那逑?，會?dǎo)致漏斗堵塞，也會導(dǎo)致最終試驗結(jié)果偏高。

（3）EDTA溶解液的pH值應(yīng)控制在11.60±0.05，pH值偏低時，由于配位劑對水泥礦物的絡(luò)合效率降低，致使水泥礦物在規(guī)定時間內(nèi)難以水化完全、充分溶解。當pH值大于11.40后，不溶渣含量測定基本趨于穩(wěn)定，所以在試驗中應(yīng)控制pH值。

（4）在選擇鹽酸溶液溶解試樣時，溶解溫度和溶解液（HCl）的濃度對試驗結(jié)果均有所影響：隨著酸度的增大、溫度的升高，火山灰質(zhì)混合材溶解度增大；對于硅酸鹽水泥而言，隨著溶解液酸度的增大，不溶渣含量逐漸減少，當溶解液酸度增大到某一值時，其不溶渣的含量趨于某一定值。降低溶解液的溫度，可以抑制火山灰質(zhì)混合材的溶解度。

（5）在測定水泥中石灰石的含量時，我們采用的是測定CO2體積法，要加入適量的磷酸，磷酸含量過低，會使試樣不能完全溶解，從而致使水泥組分測定的石灰石含量偏低。

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